1、一、一、染染 色色 质质二、二、染色体的形态结构、类型与数目染色体的形态结构、类型与数目 三、三、人类的正常核型人类的正常核型 （一）染色质的分子结构（一）染色质的分子结构（二）（二）常染色质与异染色质常染色质与异染色质（三）（三）性染色质性染色质 1 X染色质 2 Y染色质真核细胞中染色体或染色质是由 DNA、组蛋白、非组蛋白及 RNA等组成的核蛋白复合物；通过细胞分裂，遗传信息随染色体的传递而传递，从母细胞传给子代细胞，从上代传给下代常常染色质是指在细胞间期处于解螺旋状态的具有转录活性的染色质，呈松散状，染色较浅，着色均匀；异染色质则指在细胞间期处于凝缩状态，很少进行转录或无转录活性的染色
2、质，染色较深。1949年 Bars等人发现在雌猫神经元细胞间期核中有一个染色很深的浓缩小体，而在雄猫中则见不到这一结构。这种染色质小体与性别及性染色体数目有关，称之为性染色质体，也称X染色质或巴氏小体。Lyon假说的要点假说的要点如下：雌性哺乳动物体细胞中，两条X染色体中仅有一条X染色体在遗传上是有活性的，另一条X染色体在遗传上是失活的，在间期细胞核中螺旋化而呈异固缩为X染色质；失活发生在胚胎早期，人类大约在妊娠第16天；X染色体的失活是随机的。Y染色质染色质 正常男性的间期细胞用荧光染料染色后，在细胞核内可出现一个圆形或椭圆形的强荧光小体，直径为03m左右，称为Y染色质。可被荧光染料染色后发
3、出荧光。这是男性细胞中特有的。细胞中Y染色质的数目与Y染色体的数目相同 白细胞中的巴氏小体（鼓槌状结构）异染色质常染色质二二 染色体的形态结构与数目染色体的形态结构与数目(一一)人类染色体的形态结构人类染色体的形态结构(二二)人类染色体的类型人类染色体的类型(三三)人类染色体的数目人类染色体的数目 人类染色体(一一)染色体的形态结构染色体的形态结构中期染色都有两条染色单体，成为姐妹染色单体。两条染色单体之间有着丝粒湘连接，着丝粒处凹陷缩窄，称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂（p）和长臂（q）。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒，由端粒DNA和端粒蛋白构成，在某些染色体的长、短臂上还可
4、见凹陷缩窄的部分，称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球状结构，称为随体。(二二)人类染色体的类型人类染色体的类型依据着丝粒的相对位置人类染色体分为:1 中着丝粒染色体2 亚中着丝粒染色体3 近端着丝粒染色体4 端着丝粒染色体（三）人类染色体的数目（三）人类染色体的数目不同物种具有不同数目的染色体，每一物种的染色体数目是恒定的。人类正常二倍体细胞中有46条染色体（2n46），其中22对为常染色体，1对为性染色体。女性的两条性染色体为XX染色体，男性只有一条X染色体和一条较小的Y染色体。正常生殖细胞（配子）中有23条染色体（n23）。三三 人类的正常核型人类的正常核型（一）（一）人类
5、染色体非显带核型人类染色体非显带核型（二）（二）人类染色体显带核型人类染色体显带核型（一）人类染色体非显带核型（一）人类染色体非显带核型核型指一个细胞中的全部染色体，按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像。对这些图像进行染色体数目、形态结构特征的分析叫核型分析。根据丹佛体制，将正常人类体细胞的46条染色体分为23对、7个组（A、B、C、D、E、F和G组）。正常的男性核型描述为46，XY；女性为46，XX。（二）人类染色体显带核型（二）人类染色体显带核型1 染色体显带 染色体显带技术：即用各种特殊的染色方法使染色体沿长轴显现出一条条明暗交替或深浅相间的带。人类的24种染色体都可以显示出各自的特异
6、的带纹，称为带型。常见的几种染色体显带技术：Q带 G带 R带 T带 C带N带2染色体显带核型的识别 3高分辨显带染色体 高分辨显带是细胞分裂早中期、前中期、晚前期或更早时期的染色体带纹。由于细胞所处的分裂期较早，染色体较长，带纹也相对更多，分辨得更精细人类G带核型，G带显示的是染色体上富含AT的区域人类Q带核型，Q带显示的带纹与G带相似 人类C带核型，C带显示的是着丝粒异染色质 第二节第二节 遗传的基本规律遗传的基本规律一一 单基因性状的遗传单基因性状的遗传（一）（一）孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律 分离律分离律、自由组合规律、自由组合规律（二）连锁与交换律（二）连锁与交换律二二 多基因性状的遗
7、传多基因性状的遗传（一）数量性状的遗传（一）数量性状的遗传（二）多基因假说（二）多基因假说 二二 多基因性状的遗传多基因性状的遗传（一）（一）数量性状数量性状的遗传的遗传单基因遗传中所涉及的遗传性状都是由一对基因所控制，相对性状之间的差异明显，可将变异的个体明显地区分为23个群体，没有中间过渡类型。也就是说，变异是不连续的，称其为质量性状。例如人的苯丙氨酸羟化酶（PAH）活性，决定于基因型 aa、Aa和AA。在多基因遗传的性状中，一个群体的变异分布是连续的，只有一个峰。不同个体之间的差异只有数量上的差异，因此多基因遗传的性状又称为数量性状。例如，人的身高（二）（二）多基因多基因假说假说要点：数
8、量性状的遗传基础也是基因，但不是一对等位基因，而是两对以上的等位基因；这些基因的遗传方式按照孟德尔遗传方式进行，彼此之间没有显隐性区别，而是呈共显性；每对基因对多基因性状形成的效应是微小的，称其为微效基因。微效基因对表型的影响微小，但有累加效应；数量性状除受多基因遗传基础影响外，也受环境因素影响。控制数量性状的多基因特点：共显性、微效基因、累积效应共显性、微效基因、累积效应。虽然数量性状由多基因控制，但每一对基因的遗传仍符合孟德尔分离和自由组合规律。1 6 15 20 15 6 1P P AABBCC X aabbccF1F1 AaBbCc AaBbCc X AaBbCcABC aBC AbC
9、 ABc abC Abc aBc abcABCaBCAbCABcabCAbcaBcabc 数量性状分布质量性状分布第三节第三节 遗传的变异遗传的变异一一 染色体异常与疾病染色体异常与疾病 二二 人类的单基因遗传病人类的单基因遗传病 三三 线粒体线粒体DNA的变异与疾病的变异与疾病四四 多基因遗传病多基因遗传病 一一 染色体异常与疾病染色体异常与疾病（一）染色体数目畸变（一）染色体数目畸变（二）染色体结构畸变（二）染色体结构畸变（三）染色体病（三）染色体病（一）染色体数目畸变（一）染色体数目畸变染色体数目畸变分为整倍性改变和非整信性改变两种：1.染色体整倍性改变：是指体细胞中染色体数目以n为基数
10、成倍地增加或减少，形成单倍体或多倍体。多倍体的形成机制包括双雄受精、双雌受精和核内复制等几种。2.染色体非整倍性的改变 是指体细胞中个别染色体数目增加或减少了一条或数条，称非整倍体。当体细胞中染色体数目少了一条或数条时，称为亚二倍体。若某对染色体少了一条（2n-1），细胞染色体数目为45，即构成单体型。当体细胞中染色体数目多了一条或数条时，称为超二倍体。若某对染色体多了一条（2n1），细胞染色体数目为 47，即构成三体型。三体型以上的统称为多体型。一个个体内同时存在两种或两种以上核型的细胞系，这种个体称嵌合体 如 46，XX47，XXY 非整倍体的形成机制包括染色体不分离和染色体丢失两种机制。
11、染色体数目畸变的原因染色体数目畸变的原因4624222222242446232323232224减数分裂第一次分裂第二次分裂 数目畸变的纯合体是由于配子形成过程中，减数分裂产生了染色体不分离。染色体丢失、核内复制、双雄/双雌受精也是数目畸变的原因。46464646464547有丝分裂 数目畸变的嵌合体是由于胚胎发育过程中，有丝分裂产生了染色体不分离。嵌合体中部分含异常染色体的细胞可能会丢失，如45。（二）染色体结构畸变（二）染色体结构畸变1、人类染色体以及染色体畸变、人类染色体以及染色体畸变 的描述方法的描述方法:(简式、详式简式、详式）47,XY,+2147,XY,+2147条染色体，男性，
12、多一条21号染色体。45,X45,X45条染色体，女性，少一条X染色体。先天性卵巢发育不全综合证。46,XX,del46,XX,del(6)(p24)(6)(p24)46条染色体，女性，6号染色体短臂2区4带至短臂末端缺失。45,XY,-14,-21,+rob45,XY,-14,-21,+rob(14;21)(q11;p11)(14;21)(q11;p11)45条染色体，男性，少一条14号和一条21号染色体，多一条罗氏易位染色体，该染色体为14号长臂1区1带与21号短臂1区1带连接。46,XX,der46,XX,der(16)(16)46条染色体，女性，16号染色体为衍生染色体。47,XXY4
13、7,XXY47条染色体，男性，多一条X染色体，克氏综合证。46,XX,t(5;8)(q23;q24.1)46,XX,t(5;8)(q23;q24.1)46条染色体，女性，5号与8号染色体相互易位，染色体断裂点分别为5号长臂2区3带和8号长臂2带1亚带。2、染色体结构畸变的类型、染色体结构畸变的类型:缺失缺失(deletion)(deletion)重复重复(duplication)(duplication)倒位倒位(inversion)(inversion)易位易位(translocation)(translocation)A B C D E F GA B C D EA B E F GA B C
14、 D E F GA B C D C D E F GA B C D E F GA B E D C F G一条染色体的断片移接到另一条非同源染色体的臂上 相互易位 两条染色体同时发生断裂，断片交换位置后重接、形成两条衍生染色体 罗伯逊易位：当两个近端着丝粒染色体在着丝粒部位或着丝粒附近部位发生断裂后，二者的长臂在着丝粒处接合在一起，形成一条衍生染色体 正常染色体倒位染色体同源染色体倒位环倒位环正常染色体重复1，缺8重复8，缺1倒位染色体四种配子一条染色体的长、短臂同时发生了断裂，含有着丝粒片段的两断端发生重接，即形成环状染色体 环状染色体环状染色体两条染色体同时发生一次断裂后，两个具有着丝粒的片段
15、的断端相连接，形成了一条双着丝粒染色体双着粒染色体双着粒染色体等臂染色体等臂染色体一条染色体的两个臂在形态结构上完全相同，称为等臂染色体 四射体四射体相互易位染色体在减数分裂时将形成四射体。易位ABCD四射体形成的18种类型配子，受精后只有一种为正常人（AB,CD)；一种为易位携带者(AD,BC)。其他均含有不平衡染色体。ABCDABADCDBC其他染色体畸变类型其他染色体畸变类型（三）染色体病（三）染色体病目前已发现的染色体异常核型达一万多种。染色体病达100多种。染色体病是由于染色体数目或结构异常而引起的具有一系列临床症状的综合征。1、常染色体病 常染色体病是由常染色体的数目或结构异常所引
16、起的疾病。(1)21三体综合征(先天愚型或Down综合症)(2)18三体综合征（Edwards综合症）(3)5p-综合征（猫叫综合征）第5号染色体短臂部分缺失21-三体又称先天愚型，Down综合征。1866年英国医生JLH Down首先描述，1959年法国Lejeune证实该病的病因是由于G组染色体多了一条，后确定为21号。发病率：1/6001/800。临床表现：、特殊面容眼距宽、鼻塌平、口半开、流口水、耳廓小、手足短。、发育不良、肌张力低、关节松弛、新生儿有第三囟门。、部分患者有特殊肤纹，如通贯手、atd角达64(正常人41)，、半数患者伴有先天性心脏病，白血病发病率高于正常20倍。男性基本
17、无生育能力，女性少数可有生育能力。大部分寿命不长，少数可达50岁以上。21三体照片00.0020.0040.0060.0080.010.012y15-19y20-24y25-29y30y32y35y38y40生育年龄与21-三体发病率的关系21-三体的分类：、纯合型核型为 46,XX(XY),+21 大部分的21-三体为纯合型，发病原因95%为母亲发生了染色体不分离，且发生在第一次减数分裂。极少一部分为遗传的，既母亲为21-三体。、嵌合型核型为47,XX(XY),+21/46,XX(XY)在胚胎发育中某一时刻发生了染色体不分离，形成嵌合体。嵌合体的临床表现较纯合体轻，发病程度与异常核型细胞比例
18、有关。、易位型核型为46,XX(XY),-14,+rob(14;21)易位型可以是D/G易位，也可以是G/G易位。D/G易位型21-三体有45%是由平衡易位携带者遗传而得。55%为新发生的。96%G/G易位型21-三体是新发生的。D/G平衡易位携带者遗传图解减数分裂（种配子）易位型21-三体死胎正常易位携带者死胎死胎成活的胚胎有成活的胚胎有1/31/3可能性为可能性为21-21-三体三体21141960年由Edward报道，又称为Edward综合征。发病率为1/80001/3500，个别地区达1/8001/350。男女比为1:4，发病率与母亲年龄有关。临床表现：严重畸形，出生不久死亡，宫内发育
19、迟缓，羊水过多，平均出生体重仅2243克，头长、枕凸，眼距宽、眼球小，嘴小，颈短，皮肤松弛。手呈特殊握拳状，摇椅足，智力严重低下。核型：47,XX(XY),+18 80%为纯合型，10%为嵌合型，其他为各种易位。18-三体综合征照片5p-5p-综合征综合征1963年又Lejeune首先报道，因患儿哭声似猫叫，又称“猫叫综合征”。发病率为1/50000，在常染色体结构畸变中占首位。大部分患者能活到儿童期，少数可到成年。临床表现：患儿在婴幼儿时期的哭声似小猫叫，侯部畸形、松弛，小头，鼻塌、低耳位、牙错位咬合，手足小，肾畸形，脑积水，肌张力亢进，智力严重低下。核型：46,XX(XY),del(5)(
20、5p15)80%为纯合体，10%为不平衡易位，少数为环型染色体和嵌合体。5p-5p-综合征综合征照片照片2、性染色体病 性染色体病是指性染色体数目异常或结构畸变而引起的疾病（1）先天性睾丸发育不全综合征（Klinefelter综合征）1942年 Klinefelter首先发现。又称先天性睾丸发育不全、克氏征。1959年Jacob证实核型为47,XXY。发病率1/10001/500。在精神病患者中和收容所中达1/100，不育男性中1/10。临床表现：阴茎和睾丸小、身材高、第二性征差、四肢修长、有部分女性特征，胡须少、无/小喉结、部分伴有尿道下裂和隐睾。1/4患者有乳房发育。纯合体中97%不育，因
21、曲精小管玻璃样变性，无精子。少数有先天性心脏病，大部分患者智力正常或轻度低下。易患糖尿病、甲状腺疾病、哮喘和乳腺癌。嵌合型中正常细胞比例大时，临床表现轻，可有生育力。(2）先天性卵巢发育不良综合征（Turner综合征）1938年Turner首先报道，又称先天性卵巢发育不全。1959年Ford证实核型为45,X。发病率在女婴中为1/5000，在自发流产中占18%20%。临床表现：性发育幼稚，身材矮小(120m-140m)，肘外翻，上眼睑下垂，后发际低，50%有蹼颈，乳间距宽，皮肤色素增多。性腺为纤维条索状，无滤泡，子宫、外生殖器和乳房幼稚型，智力正常或轻度障碍。（3）其它类型的性染色体病XYY综
22、合征1961年Sandburg首次报道，发病率为1/900，核型为47,XYY，发病原因为父亲减数分裂产生了Y染色体不分离。临床表现：表型一般正常，身材高大，偶见尿道下裂、睾丸发育不良、生育力下降，但大多数可以生育。具有攻击倾向和反社会行为。在监狱中调查发现本病患者较多。多X综合征1959年Jacob首先发现一例47,XXX女性，称为“超雌”。发病率在女婴中为1/1000。临床表现：大多数正常，可生育，少数卵巢功能低下、原发或继发闭经、乳房发育不良，1/3患者患有先天性心脏病，部分有精神障碍。2/3患者智力稍低。X染色体越多智力越低，畸形也越重。多数为纯合体，少数为嵌合体，均为母方减数分裂染色
23、体不分离。二二 人类的单基因遗传病人类的单基因遗传病(一一)常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病(二二)常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病(三三)X连锁隐性遗传病连锁隐性遗传病(四四)X连锁显性遗传病连锁显性遗传病(五五)Y连锁遗传病连锁遗传病（一）常染色体显性遗传病（一）常染色体显性遗传病一种疾病的致病基因位于l22号常染色体上，如果A是致病基因，其遗传方式呈显性，这类遗传病称常染色体显性遗传（AD）病系谱特点：(1).患者的双亲中有一方患病，致病基因由患病亲代传来(2).患者同胞中有1/2个体患病，且男女患病机会相等(3).患者子女中，约有1/2个体将患病(4).该种疾病在患者家系中有连
24、续传递的现象例如 家族性结肠息肉综合症、并指型 2、不完全显性或半显性3.共显性4.不规则显性5.延迟显性指一对等位基因,即同一座位上的不同形式的基因,彼此之间没有显隐之分,杂合时两种基因分别表达各自的基因产物,形成相应的表型。例如人类MN血型和ABO 血型中的IA和IB基因是杂是杂合子（Aa）在不同条件下，可以表现位显性，表达出相应的表型；也可以表现为隐性，即不表达相应的性状。是杂合子（Aa）在生命的早期，致病基因并不表达，当到一定年龄以后，其作用才表达出来的一类显性遗传类型。例Huntington舞蹈症。(二)常染色体隐性遗传一种疾病的致病基因位于122号常染色体上，且致病基因的作用是隐性
25、的，这类遗传病称为常染色体隐性遗传(AR)病系谱特点：（1）.患者双亲都无病，但他们都是肯定携带者（2）.患者的同胞中约有1/4的个体患病，且男女机会均等（3）.患者的子女一般无患儿。所以本病看不到连续传递的现象（4）.近亲婚配时，子女患病风险比非近亲婚配者高例如白化病(三)X连锁隐性遗传病一种疾病的致病基因位于X染色体上,其性质是隐性的,杂合时并不发病,这种疾病称为X连锁隐性遗传(XR)病系谱特点：(1)人群中男性患者远多于女性患者(2)双亲无病时，儿子可能患病，女儿则不会发病(3)在非突变的家系中，由于交叉遗传，患者的兄弟、舅父，外甥、姨表兄弟中可能有1/2的患病风险例如红绿色盲、血友病
26、IIIIII1 21 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8？一红绿色盲家系图谱(四)X连锁显性遗传病一种致病基因位于X染色体上，其性质是显性的，杂合时(XAXa)即发病，这种疾病称为X连锁显性遗传(XD)病 系谱特点：系谱特点：(1)系谱中女性患者多于男性患者(2)患者的双亲中，有一方是该病的患者(3)男性患者的后代中，女儿都将患病，儿子都正常；女性患者的后代中，子女各有1/2的患病风险(4)系谱中可看到连续传递的现象 例如抗维生素D性佝偻病(五)Y连锁遗传病一种疾病的致病基因位于Y染色体上,它必将随Y染色体的传递而传递。这种随Y染色体行动而传递的遗传病称为Y连锁遗传病。因其
27、为从男性传递到男性，所以也称全男性遗传。三 线粒体DNA的变异与疾病线粒体是细胞核外唯一具备DNA分子的细胞器以及该DNA分子具有半自主复制功能并具有细胞质遗传（母系遗传）的特点。mtDNA的突变同样可以导致人类的疾病。例如帕金森病，非胰岛素依赖性糖尿病等往往都与mtDNA突变有关。四四 多基因遗传病多基因遗传病1易患性与发病阈值 2.遗传度3多基因遗传病的特点 4多基因遗传病复发风险的估计 5.多基因遗传病的研究进展1易患性与发病阈值在多基因遗传病中，由多基因遗传基础决定某种多基因病发病风险的高低，称为易感性。由遗传基础和环境因素的共同作用，决定了一个个体是否易于患病，称为易患性。人类易患性
28、的变异和多基因性状一样呈正态分布。当一个个体的易患性高达一定限度即阈值时，个体就患病。这样连续分布的易患性变异就被阈值区分为两部分，大部分为正常个体，小部分为患病的个体。在一定的环境条件下，阈值代表着造成发病所需要的最低限度的该病致病基因数量。2、遗传度在多基因遗传病中，易患性的高低受遗传基础和环境因素的双重影响，其中遗传基础所起作用的大小程度称为遗传度或遗传率。3多基因遗传病的特点（1）发病有家族聚集倾向，患者亲属的发病率高于群体的发病率，同胞中的发病率远低于1/2（AD）或14（AR）。（2）患者双亲、同胞、子女的亲缘系数相同，均为1/2，有相同的发病风险。（3）随着亲属级别的降低，患者亲
29、属的发病风险迅速降低。（4）近亲婚配时，子女的发病风险也增高，但不如AR病那样显著。（5）发病率有种族或民族差异，这表明不同种族或民族的基因库是不同的。4多基因遗传病复发风险的估计（1）群体发病率为0.1l，遗传度为 7080。患者的一级亲属的发病率(f)近似于群体发病率的平方根（P），即f=P（2）在一个家庭中有两个以上患者时，患者一级亲属的发病风险相应也增高。（3）病情严重的患者，其一级亲属发病风险增高。（4）在发病率有性别差异的多基因遗传病中，发病率低的性别阈值高，患者一级亲属的发病风险高；相反，发病率高的性别阈值低，患者一级亲属发病风险低，称为Carter效应。5.5.多基因病的研究进
30、展多基因病的研究进展一、关联分析（association study)关联分析指某基因与疾病的关联现象，而这个基因不一定是该疾病的致病基因。例如HLA与疾病的关联。二、连锁分析(linkage analysis)连锁分析是指某遗传标记与某性状或基因连锁，通过该标记确认致病基因。遗传标记（genetic marker)表现一定特征的、能够遵循孟德尔规律的DNA片段。1 1、短片段重复序列、短片段重复序列(微卫星微卫星DNA)DNA)(第二代）例：CAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAG CAGCAGCAGCAG2 2、单核苷酸多态性（、单核苷酸多态性（SNP)SNP)(第三代）例：ATC
31、GGGCCACA ACTGAACGTATCGGGCCACC CCTGAACGT第五章第五章 克隆与医学克隆与医学第一节第一节 克隆的概念克隆的概念 第二节第二节 动物克隆技术的基本方法和原动物克隆技术的基本方法和原理理 第三节第三节 动物克隆技术的应用前景动物克隆技术的应用前景 第一节第一节 克隆的概念克隆的概念一、克隆的一般概念一、克隆的一般概念克隆是通过无性方式由单个细胞或个体产生的、和亲代非常相似的一群细胞或生物体。在不发生突变的情况下，一个克隆内的所有成员具有完全相同的遗传结构。分子克隆指利用DNA重组技术将特定基因或DNA序列插入载体，再通过载体的复制而获得大量相同基因DNA序列的过
32、程。必须强调：以无性的方式进行增殖或繁殖；一个克隆中的每一成员其遗传结构完全相同 二、动物的克隆二、动物的克隆 Dolly羊是世界上第一只由体细胞经无性过程产生的哺乳动物。凡是不经过受精过程，由单个细胞（包括杂种细胞）产生的，与亲代具相同遗传信息的个体的过程叫克隆。第二节第二节 动物克隆技术的基本方法和原理动物克隆技术的基本方法和原理一、动物的克隆技术一、动物的克隆技术（一）胚胎分割技术（二）细胞核移植方式进行克隆 1供体细胞的准备2受体细胞的准备 3核移植或融合4重构胚的培养及移植 二、动物克隆技术的几个二、动物克隆技术的几个关键问题关键问题 动物的克隆，通过两条途径获得，一条是将细胞中的遗
33、传物质转入卵细胞后被激活。另一条是通过胚胎切割的方式产生孪生子 在2-细胞期至囊胚期的早期胚胎用酶或者是机械方法分割，然后由分割的细胞分别发育产生新个体 用用供体细胞核或细胞移入去核的细胞质中，在此基础上发育成为新个体的过程 首先要解决细胞质、核周期相容性的问题；其次，通过核移植产生的重构胚能否完成整个发育过程；再次，受体细胞质中要具有一些特殊的物质，能够诱导移植入的供体核活化成为全能性细胞 第三节第三节 动物克隆技术的应用前景动物克隆技术的应用前景一、动物克隆技术与医学一、动物克隆技术与医学 （一）克隆技术与医药生产 通过克隆动物生产人们所需要的蛋白质、激素、细胞因子等 （二）克隆技术与组织
34、工程 应用工程学和生命科学的原理和方法，创建组织和器官或替代物，植入体内，修复组织缺损，替代损伤的组织、器官，达到提高生活，生存质量，延长生命的目的二、动物克隆技术与遗传育种二、动物克隆技术与遗传育种利用优良动物品种的体细胞作核供体克隆动物，可以避免在自然条件下选种受动物育种周期和生物效率的限制，从而大大缩短育种年限，提高育种效率。动物克隆技术还可用于拯救濒危动物。第六章第六章 基因组医学基因组医学第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划 第二节第二节 疾病基因组学疾病基因组学 第三节第三节 比较基因组学比较基因组学 第四节第四节 基因组多样性基因组多样性 第五节第五节 药物基因组学药物基因
35、组学 第六节第六节 环境基因组学环境基因组学 第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划一、一、人类基因组计划的历史背景人类基因组计划的历史背景 二、二、人类基因组研究的策略和进展人类基因组研究的策略和进展（一）人类基因组计划的历史背景（一）人类基因组计划的历史背景1、人类基因组是指合成有功能的人体各类细胞中蛋白质及或多肽链和RNA所必需的全部DNA顺序和结构，包括人类的23对染色体上全部的DNA所携带的遗传信息的总和，约31.647亿个碱基对的序列。2、人类基因组计划启动的原因在揭开生命之迷的研究中，人们清楚地认识到任何仅仅靠如遗传学、细胞学、肿瘤学等单一学科的努力是极其局限的，远远不能完成
36、人类对自身的认识和保护。美国曾经提出过肿瘤的十年研究计划，最后以失败而告终，因此人们逐渐意识到必须对人体基因组进行全面的、系统的、彻底的研究，才能揭示人体的奥秘，真正意义上的解码生命3、大事记20世纪70年代萌芽1984、1985年美国能源部召开人类基因组研究的研讨会1986年，Dulbecco提出HGP的概念1990年美国国会批准了HGP，此后，其他国家纷纷加入1999年中国作为唯一的发展中国家加入国际人类基因组研究组织2001年2月，美国Celera公司发表了人类基因组测序的数据 二、人类基因组研究的策略和进展二、人类基因组研究的策略和进展（一）、策略一（top-down）1、建立人类基因
37、组DNA的酵母人工染色体YAC重叠群2、利用DNA标志或DNA指纹图建立有序排列的连续克隆系，常用的DNA标志有专一序列位点和表达的标签序列3、将这些克隆系列分别定位于染色体的不同区域，构成全基因组物理图谱4、再将这些克隆进行亚克隆，以作为DNA测序模板5、再进行序列分析，寻找开放阅读框 （二）策略二全基因组鸟枪法直接对人类基因组的大小不同的随机克隆进行直接测序，然后运用计算机分析，将各个测序的片段进行排列 （三）人类基因组计划的任务 1、物理图 2、遗传图 3、转录图 4、序列图第二节第二节 疾病基因组学疾病基因组学一、对疾病基因的定位与克隆一、对疾病基因的定位与克隆 1、定位克隆 2、功能
38、克隆 3、候选克隆 4、定位候选克隆二、不同病理状态下基因表达的差异二、不同病理状态下基因表达的差异 1、mRNA水平 mRNA差异显示法 消减杂交法 cDNA代表差异性分析 基因表达系列分析 基因表达谱芯片技术 2、蛋白质水平分析 蛋白组学方法 三、基因的修饰、调控同疾病的关系三、基因的修饰、调控同疾病的关系DNA甲基化异常造成疾病 第三节第三节 比较基因组学比较基因组学一、特点一、特点 在整个基因组层次上对基因组的大小、基因数目的多寡、特定基因的存在或缺失、基因或遗传位标的位置及排列顺序进行比较，从而为人们了解基因的功能，探讨疾病发生的分子机制，阐明生命的起源、物种进化等重大生物学问题提供
39、线索和方法，具有不可低估的实用前景。二、研究层次二、研究层次 分为序列前比较基因组学和基于全基因组序列的比较基因组学两个大的层次 三、模式生物三、模式生物 大肠杆菌、酿酒酵母、黑腹果蝇、秀丽线虫、小鼠除此之外还有斑马鱼、河豚鱼和拟南芥 四、各种模式生物在比较基因组学研究中的地位和作用四、各种模式生物在比较基因组学研究中的地位和作用 第四节第四节 基因组多样性基因组多样性一、研究基因组多样性的意义一、研究基因组多样性的意义 在理解个体间的表型差异、探索人类进化历史，防治疾病和提高人体素质等方面具有重大意义，已经成为后基因组计划的主要内容之一。二、基因组多样性研究的主要内容二、基因组多样性研究的主
40、要内容 DNA分子多态的发现和检测 单核苷酸多态（SNP）指由单个核苷酸替代、插入或缺失而形成的分子多态，有时也包括又多个核苷酸插入或缺失造成的点突变。数目可变的串联重复多态（VNTR）三、目前用于进化研究的三、目前用于进化研究的DNA序列序列 mtDNA、Y染色体特定区DNA、串连重复DNA和某些高度多态的Alu序列 第五节第五节 药物基因组学药物基因组学研究由于治疗效果和药物反应的不同而造成的个体差异，以及每个个体基因组上所存在的与药物作用的不同疾病靶点分子的情况。二、特点二、特点 它不是研究引起疾病的起因，或改善患者的预防和治疗等为主，也不是研究疾病的遗传因素，而是集中在药物作用的遗传分
41、布来满足临床的需要。通过整个基因组水平上比较个体间遗传信息的差异，从而得到影响药物作用的多态性后可以优化药物设计和发现新化合物，进一步可为某个患者群体定做个性化的药物，消除威胁生命的不良反应。第六节第六节 环境基因组学环境基因组学一、环境基因组计划、环境基因组计划 1、环境基因组计划着重于环境暴露与疾病的相互影响。群体流行病学是其主要部分。2、环境基因组计划的设立背景 二、环境基因组计划的目标与措施二、环境基因组计划的目标与措施 1、最终目的是在流行病学中研究基因与环境之间的相互作用。2、改善群体研究中的遗传分析技术、优化研究设计，建立群体资源库及把多态性和对环境的易感性应运于社会、法律和伦理学。3、应采取的措施：在环境基因组计划中，根据对被选人的基因的重新测序来建立对环境反应基因多态性的目录。鉴定有重要功能的多态性，对环境反应基因的有重要功能多态性进行规范化说明。在疾病流行病学中研究基因与环境的相互作用。三、环境基因组与疾病三、环境基因组与疾病 1、帕金森病 2、膀胱癌
